A – предэкспоненциальный коэффициент

В дифференциальной форме уравнение Аррениуса имеет вид:

(1.55)

Условием протекания химической реакции является столкновение молекул реагирующих веществ. Однако в химическое взаимодействие вступают только те молекулы, которые обладают повышенным запасом энергии по сравнению со средней энергией частиц. Этот избыток энергии частица приобретает в результате хаотических столкновений с другими молекулами. Из этого следует, что под энергией активации понимают избыток энергии по сравнению со средним значением энергии реагирующих частиц, которым должна обладать реагирующая частица, чтобы вступить в химическое взаимодействие. Эта избыточная энергия необходима для преодоления энергетического барьера реакции. По современным представлениям она необходима для преодоления энергии отталкивания электронных облаков сталкивающихся молекул. Поэтому под энергией активации часто понимают энергетический барьер, который должны преодолеть реагирующие частицы, чтобы превратиться в продукты реакции.

Разность между энергиями прямой и обратной реакции представляет собой тепловой эффект химической реакции (Рисунок).

Е₁- энергия активации прямой химической реакции;

Е_{2 –}энергия активации обратной химической реакции;

ΔН – тепловой эффект химической реакции.

Из рисунка 4.1 видно, чтобы произошла химическая реакция, молекулы исходных веществ должны преодолеть энергетический барьер, равный Е_1,т.е. обладать энергией активации, равной Е₁.

Неопределённое интегрирование уравнения (4.29) при условии, что Е не зависит от температуры, даёт:

lnk = - + C, (1.56)

где С – постоянная интегрирования.

Графически уравнение (1.56) имеет вид:

Рисунок. Зависимость lnk от

Измерив константу скорости химической реакции от температуры, можно

рассчитать энергию активации химической реакции:

Е = Rtgβ (1.57)

Определённое интегрирование уравнения (4.29) в пределах температур

Т₁-Т₂даёт:

ln = , (1.58)

где k₁ – константа скорости химической реакции при температуре Т₁;

k₂ - константа скорости химической реакции при температуре Т₂.

Уравнение (4.32) позволяет рассчитать энергию активации химической реакции по двум значениям константы скорости химической реакции при различных температурах.

С увеличением энергии активации скорость химической реакции уменьшается и наоборот.